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微波辅助水酶法优化红枣中环磷酸腺苷(cAMP)提取工艺及其抗疲劳作用

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-04-02
核心提示:红枣不仅口味鲜美,同时也具有极强的药用价值。研究结果显示,红枣独特的调节机体功能与其含有的多糖、黄酮、维生素、环磷酸腺苷(cAMP)等活性物质紧密相关。cAMP为核苷酸的衍生物,是有机体中广泛存在的重要活性物质。
   红枣不仅口味鲜美,同时也具有极强的药用价值。研究结果显示,红枣独特的调节机体功能与其含有的多糖、黄酮、维生素、环磷酸腺苷(cAMP)等活性物质紧密相关。cAMP为核苷酸的衍生物,是有机体中广泛存在的重要活性物质。为了解决红枣产业化发展中的上述问题,针对目前新疆红枣加工能力较弱及资源综合利用较低的情况,研究学者对红枣提取技术进行了广泛的探讨。微波辅助水酶法提取技术利用微波热效应和分子振动降低反应活化能的非热效应,可以缩短酶解时间,从而提高提取效率、降低成本,已被广泛应用于天然有效成分的提取。目前采用微波辅助水酶法提取红枣中cAMP的方法鲜有报道。
 
  来自重庆第二师范学院生物与化学工程学院的任彦荣、谢跃杰和甘肃农业大学食品科学与工程学院的张忠明等人以新疆红枣为研究对象,采用单因素及响应面法优化微波辅助复配酶法提取cAMP工艺,同时研究了cAMP提取物对D-半乳糖诱导衰老模型小鼠的游泳耐力的影响,可对红枣深加工和专属功效红枣产品提供科学依据。
 
  1.cAMP标准曲线的确定的影响
 
  标准品cAMP在1.0~50.0 μg/mL质量浓度范围内峰面积与样品含量呈线性关系,回归方程为y=0.557 5x+0.637 5,回归系数R2为0.9993,回归性较好。
 
  2.酶制剂种类对提取量的影响
 
  本研究选用纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶在酶添加量1.0%、酶解温度45 ℃、酶解时间30 min、微波功率400 W的条件下进行新疆红枣中cAMP提取实验。与对照组(未添加酶制剂)相比,3 个酶单独处理均可显着提高新疆红枣中cAMP的提取量(P<0.05),但是3 种酶复合(纤维素酶-半纤维素酶-果胶酶质量比1∶1∶1)处理新疆红枣中cAMP的提取量较高,且与其他各组相比较,均具有显着性差异(P<0.05),因此选择3 种酶的复合配比进行后续优化试验。
 
  3.单因素试验结果
 
  随着酶添加量的不断增加,cAMP提取量呈现先上升随后降低的趋势,是因为酶添加量的增加提高了酶与底物的结合能力,加快了反应速率,从而使红枣cAMP提取量增加;当达到临界点2%时,此时反应速率已达到最大;酶添加量1.5%和2%两组处理相比无显着性差异(P>0.05),1.5%和2%酶添加量与其他3 组相比,差异显着(P<0.05),因此综合统计学结果和成本考虑,确定酶添加量为1.5%;随着酶解温度的提高,cAMP提取量呈现先升高后下降的趋势。50 ℃后cAMP提取量下降是因为温度高于临界温度后会抑制酶的活性,降低反应速率,导致红枣cAMP提取量降低;统计学结果显示温度在50 ℃和60 ℃两组相比,差异不显着(P>0.05),与其他组相比,差异显着(P<0.05),因此选择温度为50 ℃。
 
  4.响应面试验结果
 
  响应面回归模型的建立与分析
 
  多元二次回归方程:Y=509.44+39.33A+29.21B-37.38C+24.89D+10.52AB-34.80AC-58.63AD+64.75BC-25.85BD-53.90CD-92.90A2-35.21B2-49.24C2-42.38D2
 
  上述方程模型极显着(F=21.10,P<0.000 1)且失拟项不显着(F=5.33,P=0.0605),说明该模型能较好地拟合实际值。对该方程进行显着性检验发现,其决定系数R2和校正决定系数R2Adj分别为0.9547和0.9095,均大于0.90,说明模型相关度很好。
 
  回归模型存在稳定点特征值,表明稳定点为最大值点,等高线的形状可反映出交互作用影响大小,椭圆形表示两因素交互作用显着,而圆形则与之相反。通过等高线图可以直观看出AC、AD、BC、BD、CD两因素交互作用显着,与方差分析结果一致。各因素最佳水平选择在响应面设计的0点水平较为合理。过高或过低的各因素水平对红枣cAMP提取量均有不利的影响,单因素结果分析亦可得出相同结论。
 
  验证实验结果
 
  回归方程能较真实地反映各筛选因素的影响,建立的模型与实际情况比较吻合。
 
  5.提取物对游泳时间的影响
 
  各组动物在30 min内均无死亡,CN组和DC组差异显着(P<0.05),不同新疆红枣cAMP剂量组小鼠力竭游泳时间均高于DC组,150、300 mg/(kg·d)剂量的cAMP组与CN组差异不显着(P>0.05),450 mg/(kg·d)剂量的cAMP组比CN组提高了30.6%,且与CN组具有显着差异(P<0.05),结果说明新疆红枣cAMP可有效提高衰老小鼠的运动能力,延缓机体疲劳的出现。
 
  结  论
 
  最佳提取工艺为复配酶(纤维素酶-半纤维素酶-果胶酶)质量比1∶1∶1、复配酶添加量1.5%(质量分数)、酶解温度31.3 ℃、酶解时间20 min、微波功率500 W,在此条件下cAMP提取量为560.9 μg/g;新疆红枣cAMP提取物能延长小鼠力竭游泳时间,增加小鼠游泳耐力,说明cAMP对小鼠具有很好的抗疲劳作用。新疆红枣作为cAMP的提取原料在食品和医药工业中具有较好的应用前景。
 
 
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